Fluorescerende deeltjes van nanoformaat, bekend als kwantumdots, zijn veelbelovend gebleken als krachtige beeldvormende middelen die een breed scala aan ziekten kunnen detecteren, maar deze nanodeeltjes zijn meestal gemaakt met giftige metalen zoals cadmium. Nutsvoorzieningen, onderzoekers van de Universiteit van Buffalo hebben een nieuwe synthetische methode ontwikkeld waarmee ze biocompatibele fluorescerende nanokristallen van niet-toxisch silicium kunnen ontwerpen en maken. Belangrijker, de onderzoekers hebben deze silicium nanokristallen gebruikt om tumoren in beeld te brengen en kankerverspreiding in lymfeklieren op te sporen.

Zijn werk rapporteren in het tijdschrift ACS Nano , een team van onderzoekers onder leiding van Paras Prasad beschrijft het tweestapsproces dat ze gebruiken om met polymeer gecoate, fluorescerende silicium nanodeeltjes waaraan ze een verscheidenheid aan tumor-targeting moleculen kunnen hechten, waaronder een klein peptide dat bekend staat als RGD en dat zich bindt aan de nieuwe bloedvaten die tumoren omringen. Dit synthetische proces stelde de onderzoekers in staat om silicium nanokristallen van goed gedefinieerde afmetingen te bereiden, elk met zijn eigen karakteristieke fluorescentie-emissiepiek. De polymeercoating voorkomt dat de nanokristallen snel in het lichaam worden geëlimineerd, een lot dat normaal onbeschermde siliciumdeeltjes in het lichaam wacht.

Na te hebben aangetoond dat RGD-gederivatiseerde nanokristallen niet-toxisch waren in zowel gekweekte cel- als hele dierstudies, de onderzoekers toonden aan dat ze de nanokristallen konden gebruiken om pancreastumoren bij muizen in beeld te brengen, en om tumoren te detecteren in weefselmonsters die voor biopsie zijn verwijderd. De onderzoekers toonden ook aan dat ze niet-gerichte silicium nanokristallen konden gebruiken om schildwachtklieren in muizen in kaart te brengen, de lymfeklieren waar metastatische cellen zich voor het eerst ophopen wanneer ze zich door het lichaam verspreiden.

Dit werk, die gedetailleerd wordt beschreven in een document met de titel, " In vivo Gerichte kankerbeeldvorming, Sentinel Lymph Node Mapping en multi-channel beeldvorming met biocompatibele silicium nanokristallen, " werd gedeeltelijk ondersteund door de NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, een alomvattend initiatief dat is ontworpen om de toepassing van nanotechnologie op de preventie te versnellen, diagnose, en behandeling van kanker. Op het moment van dit werk, Dr. Prasad was de hoofdonderzoeker van een van de 12 Cancer Nanotechnology Platform Partnerships die werden gefinancierd tijdens de eerste vijfjarige fase van de NCI' Alliance. Een samenvatting van dit artikel is beschikbaar op de website van het tijdschrift.